대구 달성군 성서5차 첨단산업단지에 본사를 둔 광섬유 모재 수출기업인 (주)에스티아이와 한국세라믹기술원이 공동연구팀을 만들어 일본이 독점해온 합성 석영유리 소재 국산화와 양산에 성공했다. 공동연구팀은 2016년부터 에스티아이의 보유기술을 바탕으로 원료부터 소재 양산까지 패키지로 국산화를 이뤄냈다.

합성 석영유리는 사염화규소(SiCl4) 등과 같은 규소를 함유한 기체 또는 액체상태의 화합물을 고온으로 용해해 만든 것으로 여러 성분이 포함된 다른 유리와는 다르게 SiO2만으로 구성돼 있어 불순물이 극히 적어 반도체·디스플레이 공정에 사용된다. 지난해 7월 일본의 반도체·디스플레이용 소재 수출 제한 품목에 포함되지는 않았지만 일본이 96%의 시장점유율을 가지고 있어 사실상 독점하던 소재로써 수출 제한 품목에 포함된 포토레지스트처럼 노광 공정에 사용된다. 특히 차세대 미세공정으로 꼽히는 극자외선(EUV) 노광에는 합성 석영유리가 반드시 필요하다.

에스티아이가 보유하고 있는 광섬유 제조장비와 기술, 특수공법을 응용하여 합성 석영유리 소재의 제조기술과 생산장비를 개발했으며, 원료는 태양전지용 실리콘 제조과정의 부산물로 7N급(99.99999%) SiCl4(사염화규소)를 OCI 등에서 공급하고 있어 원료의 국산화도 가능하다. 특히 가스 혼합 기화기 개발로 합성 석영유리의 물성 제어가 가능해서 향후 유리의 판재나 튜브 형상으로 제조가 용이할 것으로 기대하고 있다.

국내에서 사용 중인 합성 석영유리는 Shinetsu, Nikon, Tosoh 등 선진 소수 업체만 생산하고 있는 상황으로 국산화를 통해 신규 시장에 참여하고 경쟁할 수 있는 토대를 마련했다. 이번에 개발한 합성 석영유리 소재는 극자외선(EUV) 반도체 포토마스크와 공정용 지그(각종 부품을 가공할 때 가공위치를 쉽고 정확하게 정하기 위해 사용하는 보조기구) 및 기판 등의 공정 부품용 소재뿐만 아니라 국방·항공우주 등의 산업으로도 추가 응용이 가능하다.

이가형 연구소장은 “2018년 기준 반도체·디스플레이용 석영유리의 국내 시장 규모는 약 1조 1600억 원으로 국산화를 통해 수입대체 효과와 반도체·디스플레이 등 전방산업에서 요구되는 고순도 석영유리를 공급에 도움을 줄 것으로 기대된다”고 말했다.

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